Fundamentos de Cristalografía: Estructuras, Defectos y Crecimiento de Cristales

Estructuras AX

• CsCl: Radio entre 1 y 0,73.
• NaCl: Radio entre 0,73 y 0,41.
• Blenda o wurtzita: Radio entre 0,41 y 0,22.

Subclases de silicatos

1. Nesosilicatos: Tetraedros que no comparten oxígeno. Presentan empaquetamiento denso y tetraedros aislados unidos por enlace iónico mediante cationes. Fórmula química: SiO₄.
2. Inosilicatos: Tetraedros que comparten 2 o 3 vértices. Poseen aplicaciones industriales como aislantes térmicos y textiles, aunque pueden ser peligrosos para la salud. Incluyen cadenas simples y dobles.
3. Filosilicatos: Tetraedros de silicio unidos por iones en coordinación octaédrica. Presentan estructuras en capas planas superpuestas, son blandos y poseen exfoliación en láminas. Su clasificación es compleja y tienen múltiples aplicaciones tecnológicas.
4. Ciclosilicatos: Estructura cristalina con anillos de 3, 4 o 6 unidades. Fórmula química: SiO₃.
5. Tectosilicatos: La estructura cristalina más compleja, donde los tetraedros forman una red tridimensional en la que todos comparten sus vértices.

Dislocación lineal

Se refiere a errores estructurales a lo largo de una fila reticular. Son fundamentales para explicar el comportamiento mecánico de los materiales durante la deformación:

• Las dislocaciones lineales tienen la capacidad de desplazarse al deformarse un cristal.
• Son necesarias y facilitan la deformación dúctil de los metales.
• El aumento en la densidad de dislocaciones que se interlinean dificulta la deformación del cristal.

Tipos de transformaciones polimórficas

• Por desplazamiento: No hay rotura en los enlaces atómicos; ocurre una distorsión de la estructura cristalina por variación en la dirección de los enlaces.
• Por reconstrucción: Implica la rotura, reorganización y difusión de átomos hacia nuevas posiciones en la estructura.
• Por orden-desorden: Transición en un solo sentido que requiere mayor energía para la rotura de enlaces, como ocurre en el diamante.

Nucleación

En este proceso compiten dos factores que influyen en la cinética: la disgregación de los agregados frente a la cohesión y crecimiento de los mismos.

Mecanismo de crecimiento de cristales

• Por nucleación bidimensional: Incorporación de unidades de crecimiento con diferente energía libre de Gibbs (ΔG) según las posiciones en la superficie del cristal.
• En espiral: Modelo que genera escalones en la superficie de la cara.
• Adhesivo o rugoso: Ocurre con niveles de sobresaturación muy altos. La cara es rugosa y el crecimiento sucede en toda la roca simultáneamente.

Cristalografía óptica

Estudia la materia cristalina a partir de sus propiedades ópticas, proporcionando información sobre densidad, hábito, simetría y estructuras cristalinas. Dado que cada mineral o material posee propiedades ópticas características, esta técnica permite identificar minerales de forma rápida, económica y sencilla de interpretar.